多层砖混房屋结构的抗震设计浅析

张万荣

摘要：多层砖混房屋是我国当前建筑中最广泛的一种建筑结构形式，它具有选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点。抗震性是房屋建筑设计时应该考虑的重要因素，本文主要探讨了多层砖混房屋结构在抗震设计过程中应该注意的问题。

关键字：砖混房屋结构；抗震；设计

Abstract: The multi-storey brick masonry is the most widely used of building a building structure; it has a selection of convenient, simple construction, short construction period and low cost. Shock resistance are the important factors should be considered when the housing and construction design, this paper explores the multi-storey brick and concrete housing structure should be noted that in the seismic design process.Key words: brick masonry structure; earthquake; design

中图分类号:TU973+.31文献标识码： A 文章编号：

砖混房屋结构是目前我国多层建筑中应用最广泛的建筑形式，据统计，我国民用住宅建筑中大量采用这种形式。砖混结构是指采用砖（包括普通砖、多孔砖、混凝土小型空心砌块等）和混合砂浆砌筑而成的建筑结构。多层砖混房屋的建筑材料及连接方式是决定建筑抗震性能的主要因素。汶川地震是我国近年来破坏性最强的地震灾害，汶川地震中倒塌的学校大都是砖混结构，砌体结构材料的整体性差是导致校舍坍塌的主要原因。因此，在房屋的抗震设计过程中，我们主要是考虑建筑的整体性、抗剪能力以及结构的延性。根据现行建筑抗震设计规范、砌体结构设计规范，从建筑结构设计角度出发，多层砖混房屋抗震设计应注意以下几个方面。

一、控制砌体房屋的层数及总高度

实践证明，砌体房屋的层数与它的地震程度成正比关系，即房屋的总高度越高，那么发生地震时，它的破坏性也越大。因此，在建筑的设计过程中，我们要适当控制建筑的高度设计。我国多层砌体房屋的总高度及层数应满足现行建筑抗震设计规范（GB50011—2010），见表7.1.2：

建筑房屋底部的倾覆力随层数及高度的增加而增大，当倾覆力矩增大到一定程度，就会使底部墙体产生过大的压力或剪切力而被破坏。因此，减少房屋层数是改善其抗震性设计的一个有效途径。

二、合理布置建筑平面和立面

建筑平面和立面的设计是房屋设计中的主要内容。抗震设计中，应尽量遵循建筑平面规则、立面简洁的原则，使得结构质量中心和刚度中心一致。如果房屋的平面和立面设计不规则，那么建筑的结构质量中心和刚度中心不重合。一旦发生地震，由于地震产生的扭转效应，这样会加大地震的破坏力度。结构设计时，对于体型不规则的房屋，我们要注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。房屋平面布置时轮廓凹凸尺寸及楼板局部开洞口均不应过大，具体规范有要求，另外设计的时候，应该尽可能的降低房屋的重心，不采用错落的立面。虽然按照人们的习惯，建设设计的造型应该力求新颖，但是考虑到抗震设计要求，通常建筑设计不应采用严重不规则的设计方案。对于体型复杂，平面又特别不规则的建筑，我们通常将建筑布局分割成几个相对规则的小单元，然后在适当的部位设置防震缝。在实际的建筑设计中，在满足使用功能要求的前提下，设计师应尽可能的兼顾建筑造型，使建筑的平面和立面尽可能设计得比较规则、简洁，从而提高房屋建筑的抗震性。

三、合理布置纵墙和横墙

纵、横墙体是多层砖混房屋的主要承重构件，合理布置纵、墙体能有效提高房屋抗震性能。多层砖混房屋的纵、横墙体布置应力求均匀，使得纵横墙共同承担房屋荷载 。我们看到在农村地区的许多多层砖混房屋采用纵墙或横墙承重，非承重方向的约束墙体少，这样的房屋空间刚度和整体性较差，抗震能力大大降低低。墙体布置时，我们应在两个方向适当布置纵横墙混合承重，这样一来限制了纵、横墙的侧向变形，增强房屋整体性和空间刚度，对抗弯、抗剪都非常有利。我们通常采用纵墙贯通的平面布置方式，某些特殊情况下，纵墙不能贯通布置时，我们可以采用在纵、横墙交接的地方适当增设构造配筋，必要的时候还可以每隔一定高度放置水平拉结构筋。另外应注意房屋纵横墙上不宜开设大洞口。

四、增强砌体房屋的刚度及整体性

前面已经提到增强房屋整体性和空间刚度能够改善房屋抗震性能，多层砖混房屋结构的抗震性设计主要是加强空间刚度结构体系的整体刚度和整体稳定性。楼板要有较大的水平刚度，采用现浇钢筋混凝土楼板能够大大增加房屋水平刚度。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖是目前应用最广泛的抗震构件，具有整体性好、水平刚度大的优点，而且可以消除滑移、散落等问题。采用现浇钢筋混凝土楼板及屋盖设计后，不仅房屋的整体性和刚度得到很大加强，而且对平面上墙体对齐的要求也可以适当放宽。因为砌体结构是以剪切变形为主的，这种情况下，层间变形是我们可以控制的。较强的楼板及屋盖还是良好的荷载传递的良好构件，当上下墙体不对齐时，现浇楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用。总之，现浇楼板及屋盖是一种较理想的抗震构件，而且在适当的部位增设构造柱，配置些构造钢筋，能够提高房屋结构整体的稳定性，从而提高房屋抗震能力。

五、适当位置布置房屋圈梁和构造柱

圈梁的布置是多层混转房屋抗震设计中一种有效的抗震措施。在多层砖混房屋中设置水平圈梁，可增加内外墙的连接，从而提高房屋的整体性。设置圈梁以后，可以使楼盖与纵、横墙构成整体的箱形结构，这样可以增加预制板的稳定性，防止预制板的散落，使砖墙出平面倒塌的可能性大大降低，以充分发挥各片墙体的抗震能力。设计的时候，圈梁一般作为边缘构件，它对装配式楼、屋盖在水平面内有约束作用，可以提高楼盖、屋面的水平刚度。圈梁和构造柱一起可以限制墙体裂缝的开展，提高墙体的抗剪能力。另外圈梁的设计还可以减轻地震时地基不均匀沉陷造成的地表裂缝的影响。

五、增加墙体面积与提高砂浆强度

震害调查表明，墙体面积越大，砂浆强度等级越高，多层砖混房屋的抗震能力就越强，因此，提高墙体面积和砂浆强度能够减轻地震的破坏程度。实验证明，若是6层砖混房屋，上面几层的地震作用较小，底下一层、二层的地震影响比较大，抗震计算不满足要求，如果改变墙体的承载面积，如将部分的240mm宽的承重墙改为360mm，提高砂浆的强度等级，如将砂浆等级从M5体高到M10，则能够使抗震满足要求。同样的，高层建筑也可以通过增加底部墙体面积和提高砂浆强度提高房屋的抗震性能。

七、墙段内设置水平钢筋

在抗震演算过程中，多层砖混房屋的底层往往不容易满足抗震要求，因此，我们要采取适当的措施增强底部的抗震能力。

我们常采用的方法是在抗震力不够的承重墙内配置水平钢筋，使得地震力由砌体和水平筋共同承担。而且在墙内设置水平筋可以减少墙体的脆性，增加延性，从而提高抗震能力。实验表明，水平钢筋宜采用HPB235、HRB335钢筋，配筋率不应小于0.07%，也不宜大于0.17%，间距不应大于400mm；钢筋锚固长度不宜小于180mm。

八．其他措施

以上内容是多层砖混房屋建筑抗震设计总体时应该注意的总体方向，下面再介绍一些设计过程中要注意的细节问题。例如，控制房屋的高宽比；多层砖混房屋的楼梯间应设置在每个单元中部，不能靠近山墙处，对于突出屋顶的楼梯间设计，构造柱应延伸到顶部与顶部圈梁连接。如果需要设置电梯，电梯对楼板有较大的削弱作用，布置时应尽量避开端角和凹角。如果是纯框架结构，那么电梯井不应采用钢筋混凝土井筒。房屋的局部尺寸应满足抗震规范的限值要求。对于高层建筑，设计的时候不能错层，即不能将层高不同的两部分结合在一座建筑中，这样抗震效果很差。我们应采用防震缝分开为两座单独的建筑，主楼和裙楼的关系要鲜明的表达出来，而且要联合得牢固。

总之，地震是破坏程度极大的自然灾害，给国家和人民带来巨大的损失，我们要吸取汶川地震的教训，防患于未然，建筑设计必须考虑房屋的抗震性。本文从八个方面，对多层砖混房屋结构抗震设计过程中应该注意的问题进行了总结，仅供同行参考。

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